[发明专利]一种用于变速箱内齿圈中频淬火工艺

说明书

技术领域

本发明涉及到材料处理技术领域的用于汽车变速箱体内齿圈扭力传送件的中频淬火工艺。

背景技术

矿用自卸车目前是大型露天矿的主要运输工具，担负着矿上开采的主要运输任务。目前大型运输用自卸车主要采用于进口零件，其中230吨自卸车主轴要承受整车自重及货物约400吨的重量，变速箱内齿圈受扭转力距严重，经常断裂，造成严重的经济损失和人身安全隐患。变速箱的内齿圈原设计采用中碳合金钢（扭矩管）和低碳合金钢（内齿圈）的焊接而成，长期使用时会造成了焊口开裂变形和内齿变形引起的断齿现象。碳合金钢和低碳合金钢的焊接实际上采用的渗碳淬火。渗碳淬火时将渗碳后的钢加热到相变温度以上，并且要保温足够的时间，而后快速急冷，所以变形量大，由于工件自身尺寸较大（齿轮内圆直径Φ1023.5mm），所以引起的变形量足以在磨齿过程中产生齿部硬度层两侧不对称的现象，这一现象引起齿轮齿部硬度层较薄的一侧提前达到寿命，引起齿部断裂。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种用于变速箱内齿圈中频淬火工艺，采用中碳合金钢整体锻造，淬火时工件在极短的时间内加热到淬火温度，单齿加热后，单齿冷却，这样使工件变形量小，硬度层较为均匀，二次回火使内应力得到较大的释放，防止工件的后续开裂或者变形。

为实现以上目的，采用以下技术方案：

一种用于变速箱内齿圈中频淬火工艺，采用中碳合金钢整体锻造，包括淬火前热处理、中频淬火及最终回火三部分，其特征在于，工艺步骤如下：

a.工件送入真空且温度为500℃-560℃的真空炉内，在200—280分钟的时间内，真空炉内的温度缓慢加热到950℃；

b.工件在930℃—950℃的真空炉内保温480分钟；

c.保温后，缓慢冷却真空炉内的温度，当炉内温度降至400℃时出炉；

d.工件送入淬火机进行单齿淬火，将工件置于淬火机的感应器中，淬火机的感应器与工件之间的间隙调整到2.3—2.6mm，淬火的温度为880℃，淬火介质油为K2000；

e.淬火后，将工件送入回火炉中进行第一次回火，在温度为150℃—180℃回火炉内保温150分钟；

f.第一次回火完毕后，立刻将工件送入回火炉进行第二次回火，在温度为150℃—180℃回火炉内保温120分钟。

进一步地，步骤b中允许真空炉内下降极限值为930℃。

本发明有益效果：避免传统设计的焊接过程，从而避免焊接时出现开裂、后续变形以及渗碳后淬火齿部变形引起加工后碳层不均匀现象。本工艺在淬火时引起的变形量小，齿部硬度层均匀，工件承受扭转力距能力大幅度增强，采用整体锻造，结构简化，降低成本，并且提升了零件的安全性。

具体实施方式

实施例

本例中将采用中碳合金钢整体锻造的半成品内齿圈工件进行中频淬火工艺，其工艺步骤如下：

1）工件送入真空且温度为500℃-560℃的真空炉内，在200—280分钟的时间内，真空炉内的温度缓慢加热到950℃；

2）工件在930℃—950℃的真空炉内保温480分钟；

3）保温后，缓慢冷却真空炉内的温度，当炉内温度降至400℃时出炉；

4）工件送入淬火机进行单齿淬火，将工件置于淬火机的感应器中，淬火机的感应器与工件之间的间隙调整到2.3—2.6mm，淬火的温度为880℃，淬火介质油为K2000；

5）淬火后，将工件送入回火炉中进行第一次回火，在温度为150℃—180℃回火炉内保温150分钟；

6）第一次回火完毕后，立刻将工件送入回火炉进行第二次回火，在温度为150℃—180℃回火炉内保温120分钟，出炉、冷却至常温完成中频淬火工艺。

按照上述步骤将完成的中频淬火的内齿圈进行检测，首先试制9件检测报告如下：

由上表可见8号试制工件齿面硬度不合格，低于58-62HRC标准，实际值为57HRC。究其原因在于，步骤2）中真空炉内保温温度为900℃，低于910℃。8号试制工件齿面硬度不合格，低于58-62HRC标准，实际值为57HRC。究其原因在于，缺少6）二次回火过程。

后又跟踪8件试制品，检测报告如下